Thăm dò thông khí phổi và khí máu động mạch

Thăm dò chức năng thông khí phổi

Chỉ định thăm dò chức năng thông khí

Đánh giá các thể và các mức độ rối loạn thông khí phổi.

Đánh giá các triệu chứng khó thở, ho…

Phát hiện sớm các rối loạn chức năng hô hấp (bệnh phổi kẽ, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính).

Điều tra và đánh giá mức độ giảm chức năng phổi do các bệnh nghề nghiệp (bệnh bụi phổi silic…), các bệnh phổi mạn tính.

Đánh giá hiệu quả điều trị (hen phế quản).

Đánh giá chức năng phổi của bệnh nhân trước khi mổ phổi (Ung thư phế quản, áp xe phổi, giãn phế quản, các can thiệp tim mạch, ổ bụng).

Ngày nay có nhiều loại phế dung kế thực hiện được nhiều thông số chỉ trên 1 lần đo dung tích sống thở mạnh (FVC) nhằm đánh giá lưu lượng thở cũng như các thể tích phổi. Các máy này cho kết quả ngay không cần tính toán chẳng hạn máy spiroanalyser ST300 của hãng Fukuda- Nhật Bản.

Các chỉ số chức năng hô hấp thường dùng:

Năm 1983 Cộng đồng than thép Châu Âu đề xuất và được Tổ chức Y tế thế giới chấp nhận 18 thông số trong tiêu chuẩn thăm dò chức năng phổi do Quanjer- Ph (1983) chủ biên, đến năm 1993 đã chỉnh lý và bổ sung, được trình bày ở bảng 1.

Để đo được Raw, Rtot, SGaw phải dùng máy đo thể tích ký thân.

Để đo TLCO, KCO phải dùng máy đo chức năng hô hấp gồm một phế dung kế chu trình kín gắn với hệ thống cung cấp và định lượng nồng độ khí Helium và khí CO với nguyên tắc là sử dụng một hỗn hợp khí giàu CO để đo sự khuyếch tán khí qua màng mao mạch phế nang: TLCO sau đó chia cho thể tích phổi để tính ra chỉ số KCO.

Kỹ thuật này được chỉ định trong chuẩn đoán và theo dõi các bệnh lý, các tổn thương khoảng kẽ, màng mao mạch – phế nang. Hiện nay ở Việt Nam chưa có phương tiện để thực hiện kỹ thuật này.

Hiện nay các kỹ thuật này ở Việt Nam chưa có điều kiện áp dụng.

Bảng1: Các chỉ số chức năng hô hấp

Các thể tích và các lưu lượng phổi

Đo các thể tích phổi chủ yếu dựa vào phế dung kế. Các thể tích phổi chia ra thể tích chuyển động trong khi thở và thể tích không chuyển động.

Hình 1: Các dung tích và thể tích phổi

Phổi có 4 thể tích là: thể tích lưu thông, thể tích dự trữ hít vào, thể tích dự trữ thở ra, thể tích khí cặn và có 4 dung tích: dung tích toàn phổi (VC + RV hoặc TV + IRV + ERV + RV), dung tích cặn chức năng (FRC = ERV + RV), dung tích hít vào (IC) = TV + IRV và dung tích sống (VC) = TV + IRV + ERV.

Các thể tích chuyển động:

Thể tích lưu thông (TV): Là lượng khí thở vào hoặc thở ra bình thường, giá trị trung bình từ 300 – 600ml.

Thể tích dự trữ hít vào (IRV) là lượng khí thở ra chậm và đến hết.

Dung tích sống (VC) là lượng khí tối đa chuyển động trong phổi được định nghĩa là VC = TV + IRV + ERV.

Thể tích không chuyển động:

Sau khi thở ra chậm và hết bao giờ trong phổi cũng còn 1 lượng khí đó là thể tích khí cặn (RV), đây là lượng khí không chuyển động trong phổi mặc dù gắng sức thở. Vì RV là thể tích không chuyển động trong phổi nên không đo được bằng phương pháp phế dung kế, cũng như dung tích cặn chức năng (FRC). FRC là lượng khí còn lại trong phổi sau khi thở ra bình thường được định nghĩa là FRC = RV + ERV. Muốn đo FRC thì cần phải biết RV bởi vậy muốn đo RV thì người ta phải dùng phương pháp pha loãng khí Hêlium với máy đo chức năng hô hấp gồm một phế dung kế chu trình kín gắn với hệ thống cung cấp và định lượng nồng độ khí Helium hoặc đo bằng máy thể tích ký thân (Body plethysmograph).

Dung tích toàn phổi là tổng của các thể tích chuyển động không chuyển động của phổi nghĩa là TLC = FRC + IC hoặc RV + IVC.

Có 2 phương pháp đo dung tích toàn phổi: Máy thể tích ký thân và phương pháp pha loãng khí Hêlium. Nhưng nhiều tác giả thấy rằng để chuẩn đoán khí thũng phổi, đo dung tích toàn phổi bằng phương pháp pha loãng khí Hêlium thì không chính xác bằng phường pháp đo thể tích ký thân vì không đo được thể tích khí cạm là khí có ở trong phổi nhưng không lưu thông với các phế quản lớn do tắc nghen phế quản nặng.

Các lưu lượng thở mạnh:

Hay sử dụng nhất là FEV1 (Thể tích thở ra gắng sức trong giây đầu tiên), là thể tích khi thở ra trong giây đầu tiên của FVC. Thông số này dùng để chẩn đoán và phân giai đoạn của bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính.

Từ FEV1­­ và VC tính ra chỉ số Tiffeneau là tỉ lệ:

FEV1 /VC x 100%

Để đánh giá rối loạn thông khí tắc nghẽn người ta còn dùng chỉ số Gaensler = FEV1/FVC.

Đối với FEF25-75%, V50, V75, V25 thì giá trị đo được phải giảm dưới 40% so với trị số lý thuyết thì mới coi là bất thường. Nhiều tác giả cho rằng FEF25-75% giảm trong khi chỉ số Gaensler bình thường thì có thể nghĩ đến rối loạn thông khí tắc nghẽn ở đường thở nhỏ.

Hình 2: Đo lưu lượng tối đa ở nửa giữa của FVC:

Ký hiệu FEF25 – 75% (hoặc MMEF), là thể tích (1) từ 25%  đến 75% của FVC chia cho thời gian (t/giây).

Hình3:

A – Lưu lượng đỉnh (PEFR).

B – Đường cong lưu lượng thể tích.

Hình 4: Đường cong thể tích theo thời gian của thở ra cố sức trên phế dung kế.

a. người bình thường; b. người có rối loạn thông khí tắc nghẽn (hen, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính).

Hình 5: Đồ thị thông khí phổi bình thường, rối loạn tắc nghẽn và hạn chế.

Lưu lượng đỉnh (PEF): là lưu lượng ra khỏi phổi trong khi thở ra tối đa, ở phần đầu của thì thở ra nó phụ thuộc vào lực do cơ thở ra sản sinh và khẩu kính của đường thở nghĩa là phụ thuộc vào gắng sức, tiếp theo đó không phụ thuộc vào gắng sức nữa. Có nhiều loại dụng cụ để đo PEF khác nhau, bằng phế dung kế hoạch dụng cụ đo PEF bỏ túi. Bệnh nhân hít vào sâu sau đó thở ra gắng sức vào dụng cụ, số ghi trên dụng cụ mà kim chỉ vào là lưu lượng thở ra cao nhất. Khó khăn có thể gặp là bệnh nhân không hít được vào sâu hoặc không thở ra được với sức tối đa hoặc khí thở lọt
ra ngoài.

PEF giảm khi: đường thở bị hẹp (hen phế quản, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính, có khối u ở đường thở trên) hoặc cơ thở ra yếu.

FEV1 là lưu lượng toàn phần trong giây thứ nhất của thể tích thở ra tối đa, không giống PEF ở chỗ tương đối độc lập với gắng sức. Hiện nay người ta đã thống nhất dùng PEF để chẩn đoán và đánh giá mức độ của hen phế quản và  dùng FEV1 để chẩn đoán và phân loại giai đoạn của bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính.

PEF có thể đo tại nhà với dụng cụ bỏ túi để theo dõi hen phế quản, nếu giá trị đo được vào buổi sáng giảm hơn 20% so với giá trị đo của chiều hôm trước thì có thể nghĩ đến hen phế quản. ở hen phế quản đo PEF giữa sáng và chiều và giữa các ngày trong tuần lễ dao động nhiều tuỳ theo mức độ nặng nhẹ của hen phế quản, trong khi ở bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính thì không có sự dao động của PEF.  Nếu hen phế quản được điều trị tốt thì thấy PEF tăng lên và dao động ít.

Trường hợp tắc nghẽn đường thở trên thì tỷ số FEV1/PEF > 10.

Khi làm test hồi phục phế quản người ta dùng Salbutamol phun hít 200mg (2 nhát xịt) sau 20 phút nếu FEV1 tăng trên 15% so với giá trị FEV1 khi chưa phun hít salbutamol thì đó là hội chứng rối loạn tắc nghẽn có hồi phụ thường gặp ở hen phế quản. Nhưng nếu FEV1 không tăng được trên 15% thì đó là hội chứng rối loạn thông khí tắc nghẽn không hồi phục thường gặp ở bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính.

Đường cong lưu lượng thể tích:

Phân tích hình thể của đường cong này là cần thiết trong chẩn đoán rối loạn thông khí và để khảo sát các rối loạn tắc nghẽn trong khí thũng phổi, hen phế quản, viêm phế quản mạn tính tắc nghẽn và phân biệt rối loạn tắc nghẽn trong lồng ngực với ngoài lồng ngực. Hình dạng của đường cong còn cho biết tình trạng của đường thở nhỏ < 2mm. Nếu thông khí phổi bình thường thì hình dạng đường cong vồng lên nhưng khi có rối loạn tắc nghẽn thì đường cong lõm xuống (xem hình vẽ).

Các hội chứng rối loạn thông khí phổi

Người ta thường chia ra 4 loại kết quả thăm dò chức năng thông khí phổi.

Chức năng thông khí bình thường: khi VC hoặc FVC > 80% số lý thuyết, FEV­1 ³ 80% số lý thuyết, FEV1/VC ³ 75%.

Rối loạn thông khí hạn chế: khi FEV1 < 80% số lý thuyết, FEV1/VC ở mức bình thường và TLC < 80% số lý thuyết

Rối loạn thông khí tắc nghẽn: khi FEV1 < 80% số lý thuyết và FEV1/VC < 70% còn VC và FVC không giảm nhiều như  FEV1.

Rối loạn thông khí hỗn hợp khi có:

VC < 80% số lý thuyết

FEV1 < 80% số lý thuyết

FEV1/FVC < 75%

TLC < 80% số lý thuyết

Sự khác nhau giữa rối loạn thông khí hạn chế do nhu mô phổi và do tổn thương thành ngực chủ yếu ở chỗ: do nguyên nhân ở thành ngực (gù vẹo, liệt cơ hô hấp.v.v) thì RV bình thường, hệ số nở phổi (Co) bình thường, trong khi rối loạn hạn chế do bệnh nhu mô phổi (sơ phổi mô kẽ, bệnh u hạt phổi) thì RV giảm, hệ số nở phổi (compliance, Co) giảm.

Rối loạn thông khí tắc nghẽn đường thở nhỏ (đường kính < 2mm)

Trong rối loạn tắc nghẽn ở đường thở lớn thì lưu lượng thở giảm khi bắt đầu thở ra, còn trong rối loạn tắc nghẽn ở đường thở nhở < 2mm thì lưu lượng giảm ở cuối thì thở ra. ở giai đoạn đầu của bệnh phổi mạn tính tắc nghẽn khi đó có tổn thương ở đường thở nhỏ (dưới 2mm), thì chỉ số Tiffeneau hoặc Gaensler vẫn bình thường trong một thời gian nhất định, đến khi các chỉ số này giảm có nghĩa là tổn thương phế quản đã tiến triển lâu rồi. Vì sức đường thở (Raw) phân bố theo chiều dọc của phế quản, nên ở khu vực từ các phế quản nhỏ < 2mm cho đến các tiểu phế quản tận cùng, sức cản đường thở chỉ chiếm có 15% sức cản toàn bộ của cây khí phế quản. Vì vậy không thể dùng các thông số FEV1 và chỉ số Tiffeneau hoặc Gaensler để phát hiện rối loạn tắc nghẽn ở đường thở nhỏ được. Vấn đề thăm dò đường thở nhỏ có một số tác giả thấy các chỉ số: lưu lượng thở ra ở 1/2 giữa của FVC (FEF25 – 75%), V75, V50, V25 đều giảm.

Chức năng trao đổi khí và thành phần khí máu

Chức năng chính của phổi là trao đổi khí O2 và khí CO2. Có nhiều yếu tố ở trong và ngoài phổi ảnh hưởng đến trao đổi khí ở người, các yếu tố chính ở trong phổi là tỷ số thông khí/ dòng máu rối loạn; Shunt trong phổi và rối loạn khuếch tán (TLCO giảm), nhưng TLCO chỉ giữ một vai trò nhỏ. Ba yếu tố này cùng với thông khí toàn bộ tạo nên 4 cơ chế cổ điển gây nên thiếu ôxy máu và tăng CO2 máu. ở người bình thường, áp lực riêng của oxy trong máu động mạch thấp hơn áp lực riêng của ôxy trong khí phế nang là 10mmHg. Các yếu tố ngoài phổi như thông khí phút, đậm độ ôxy thở vào, cung lượng tim, sử dụng oxy của tổ chức cũng đều có thể tác động lên trao đổi khí.

Thăm dò trao đổi khí ở phổi: chẩn đoán (+) rối loạn trao đổi khí ở phổi được khẳng định khi có thiếu oxy máu, nhất là khi chênh lệch ôxy phế nang so với ôxy động mạch tăng lên. Sự gia tăng thông khí có thể điều chỉnh một cách nhân tạo PaCO2 nhưng không làm biến đổi chênh lệch ôxy giữa phế nang và động mạch. Đo độ bão hoà SaO2 bằng kỹ thuật đo ôxy qua da có độ nhạy thấp, khi độ bão hoà giảm 4% thì tương ứng với PaO2 giảm 26 mmHg. Phương pháp này không thể phân tích tỉ mỉ các biến đổi về trao đổi khí ở phổi. Nếu phân tích khí máu là cần thiết trong lâm sàng thì nó thiếu độ nhạy và độ đặc hiệu để xác định chính xác các biến đổi sinh lý bệnh xảy ra ở khu vực trao đổi khí của người.

Tiêu chuẩn vàng là kỹ thuật Miget (multiple inert gas elimination technic) gọi là phương pháp dùng các khí trơ có thể đo trực tiếp các tỷ số thông khí/tưới máu và ảnh hưởng của nó lên trao đổi khí, đồng thời có thể gián tiếp đo các rối loạn của khả năng khuếch tán, nhưng kỹ thuật này không áp dụng được lâm sàng hàng ngày mà chỉ dùng để nghiên cứu sinh lý bệnh của bệnh lý phổi nào đó .

Trên thực tế lâm sàng giảm ôxy hoá máu được xác định bằng thiếu ôxy máu và hoặc tăng chênh lệch giữa ôxy phế nang và ôxy động mạch. Khi paO­2< 8kPa thì coi như suy chức năng trao đổi khí nhưng khi kèm theo paCo2< 7kPa thì coi như suy chức năng thông khí. Beef: kiềm dư của dịch ngoại bào: (base excess of extracellular fluid); BB: Kiềm đệm (buffer base); HCO3; bicarbonat thực; stHCO3­: bicarbonat chuẩn ở PaCO2 = 40mmHg; TCO2: Nồng độ CO2 toàn phần; SaO2: độ bão hoà ôxy và một số chỉ tiêu khác.

Theo hằng số sinh lý của người Việt Nam:

pH: 7,391 ± 0,019

TCO2: 24- 26 mmol/l

KC: 23 ± 1,2mmol (st HCO3)

PAO2: 95 – 98 mmHg

SaO2: 95 – 97%

PaCO2: 38,5 ± 2,47mmHg

DTK, (dựu trữ kiềm): 22 – 25 mmol/l (HCO3)

KD (kiềm dư): ±1,93mmol

Các tiêu chuẩn đoán suy hô hấp:

Coi là suy hô hấp khi: PaO2 < 70mmHg; SaO2 < 96%; PaCO­2 bình thường hoặc tăng trên 45mmHg.

Suy hô hấp típ I: Giảm PaO2 đơn thuần, pH bình thường

Suy hô hấp típ II: Giảm PaO2 kèm theo tăng paCO2, pH còn bình thường.

Suy hô hấp cấp tính: PaO2 < 50mmHg; PaCO2> 60mmHg, pH < 7,35.

Suy hô hấp mãn tính: PaO2 từ 70 – 60mmHg; SaO2: 80- 90%; PaCO2 ³  50 – 60mmHg (ít khi tăng quá 80mmHg), pH có thể ở giới hạn bình thường thấp, HCO3- tăng.

Đo khí máu động mạch

Dụng cụ:

Máy đo khí máu được chuẩn hoá hàng ngày.

Bơm tiêm có tráng Heparine hoặc ống mao mạch có tráng Heparine gắn với kim.

Tốt nhất là lấy máu động mạch quay, chọc kim đã gắn với bơm tiêm 2ml có Haparine chếch 450 vào động mạch quay, khi vào tới động mạch máu sẽ tự đẩy Piston lên chẩy vào bơm tiêm.

Cũng có thể lấy máu mao mạch ở tai, sau khi đã làm động mạch hoá  với kem bôi kích thích và đèn hồng ngoại theo đúng qui trình chuẩn.

Thông thường máy sẽ đo các thông số pH, PaO2, PaCO2, và tính HCO3-, SaO2. Kết quả của các áp lực riêng phần các khí được biểu thị bằng mmHg hoặc Kpa (1 Kpa = 7,5mmHg) Các mẫu máu sau khi lấy phải được đo ngay càng sớm càng tốt, nếu vận chuyển hoặc chờ phải cho vào nước đá.

Các giá trị khí máu bình thường:

PaO2 tăng dần từ lúc đẻ tới lúc thanh niên, sau đó ở một số trường hợp giảm dần đi từ năm 60 – 70 tuổi, giới hạn giá trị bình thường của PaO2. PaO2 > 75mmHg ở 6 tuổi, > 85 mmHg ở 20 tuổi, > 75 mmHg ở 60 tuổi, > 67 mmHg ở 70 tuổi.

PaCO2 ổn định không thay đổi theo tuổi, 40±5mmHg.

Khi thiếu máu nặng thì PaO2, SaO2 bình thường PaCO2 thấp (bệnh nhân tăng không khí) nhưng có tình trạng thiếu ôxy tổ chức nặng.